Проект внедрения PLM в УПЭК МАШИНОСТРОЕНИЕ И ... › hot ›...

CAD/CAm/CAe Observer #3 (63) / 2011 29

МАШ

ИНОС

ТРОЕ

НИЕ

И СМ

ЕЖНЫ

Е ОТ

РАСЛ

И

МАШИНОСТРОЕНИЕ И СМЕЖНЫЕ ОТРАСЛИ

Предисловие Предлагаем вниманию читателей третью статью

из цикла, посвященного одному из крупнейших в Восточной Европе проектов внедрения PLM на пред-приятиях Индустриальной группы “Украинская про-мышленно-энергетическая компания” (ИГ УПЭК).

В первых двух публикациях (Observer # 7/2010, #1/2011) был дан общий обзор проекта, подробно рассказано о внедрении CAD/CAM/CAE-системы Pro|ENGINEER, а также о создании электронно-го архива в среде Windchill. Данная статья пос-вящена вопросам автоматизации технологической подготовки производства (ТПП). Мы постара-лись рассказать, как при помощи современных информацион ных систем можно организовать ТПП в рамках территориально распределенных произ-водственных и проектных площадок, входящих в единую корпорацию.

В последующих публикациях будет описана ор-ганизация работ по созданию постпроцессоров для станков с ЧПУ и то, как осуществлялась интегра-ция Windchill с системой 1С, которая использует-ся на предприятиях УПЭК для управления про-изводством. Кроме того, мы планируем отдельно, более подробно познакомить читательскую ауди-торию с организацией процесса обучения и серти-фикации специалистов, а также взаимодействия с университетами региона (рис. 1).

Актуальность автоматизации ТППДля чего нужно было выполнять работы по ав-

томатизации ТПП в рамках внедрения Комплекс-ной системы автоматизации (КСА) на предпри-ятиях ИГ УПЭК?

Приведем простой пример. Можно построить классный автомобиль с мощным двигателем и бо-гатым салоном, установить колеса с хорошей рези-ной и дисками…, но при этом сэкономить на транс-миссии, реализовав её в виде плохо рассчитанного набора ременных передач. Казалось бы, и разбег быстрый (иногда), и скорость приличная (не всег-да), но что-то постоянно выходит из строя в слабой (зато дешевой!) трансмиссии.

Вывод напрашивается сам собой – любое изде-лие не может быть хорошим (полностью отвечаю-щим всем нашим ожиданиям), если оно продумано лишь частично. Эту ситуацию наиболее точно опи-сывает пословица: “Где тонко, там и рвется”.

Точно так же, не бывает автоматизированной системы конструкторско-технологической подго-товки производства (КТПП), если автоматизирова-на только конструкторская часть.

Почему именно Windchill и ВЕРТИКАЛЬ?Без лишней скромности скажем, что этот вопрос

мог бы прозвучать, например, так: “Почему именно Pro|TECHNOLOGIES и АСКОН?”

ВЕРТИКАЛЬ – наиболее продвинутое и адап-тированное решение на рынке САПР ТП. Это до-казано тем, что эту систему применяют порядка 400 предприятий в России и СНГ. Непосредствен-ным разработчиком системы является компания АСКОН. Помимо всего прочего, она имеет разветв-ленную сеть филиалов на территории СНГ, в кото-рых трудятся (внедряют, адаптируют) высокопро-фессиональные специалисты.

Одно из главных требований заказчика – свя-зать в рамках одной системы КТПП большое чис-ло предприятий, которые расположены не просто на разных площадках, но даже в разных городах. Семейство продуктов Windchill наиболее полно отвечает этим требованиям, поскольку с самого начала разрабатывалось компанией PTC (США) как “облачное” решение по управлению жизнен-ным циклом изделия, ориентированное на работу через интернет в распределенной среде проекти-рования. Вне зависимости от того, что вам нуж-но – получить основные возможности управления данными об изделиях, оптимизировать процессы для соблюдения требований определенной отрас-ли или обеспечить поддержку глобальной раз-работки продукции – только Windchill может предложить функциональность, необходимую для

Д.Ф. Толстов, руководитель проектов, Д.А. Козаченко, директор по маркетингу (Pro|TECHNOLOGIES)

Проект внедрения PLM в УПЭКЭпизод III. Интеграция систем Windchill и ВЕРТИКАЛЬ на этапе автоматизации ТПП

Рис. 1. Планируемый цикл статей, посвященных проекту внедрения PLM на предприятиях

ИГ УПЭК

CAD/CAm/CAe Observer #3 (63) / 201130

эффективного управления группами разработчи-ков в глобальном масштабе.

В свою очередь, Pro|TECHNOLOGIES – это компания-интегратор с 15-летним опытом успешно-го внедрения продуктов РТС любого направления на PLM-рынке России и СНГ.

Организационные особенности реализации проекта

Если посмотреть со стороны, этап проекта “Автоматизация ТПП” в ИГ УПЭК может пока-заться трудновыполнимым. Судите сами:

• требовалось осуществить интеграцию двух со-вершенно разных систем;

• на непосредственную реализацию програм-мных инструментов интеграции было выделено всего два месяца;

• непосредственные исполнители, руководс-тво проекта и заказчик территориально находи-лись в разных городах за тысячи километров друг от друга: площадки ИГ УПЭК – Харьков, Лозовая (Украина); руководство проекта со сто-роны Pro|TECHNOLOGIES – Москва, Влади-мир (Россия); исполнители со стороны АСКОН – АСКОН-Ярославль (Россия), АСКОН-КР (Харьков); исполнители со стороны Pro|TECHNOLOGIES – Ижевск, Владимир, Ковров (Россия).

Тем не менее, грамотная организация и плани-рование работ, плюс технологии XXI века превра-щают “трудновыполнимое” в очередной успешно реализованный проект.

Основные задачи и подход к решению

Следует подчеркнуть, что нам требовалось по-лучить нечто гораздо большее, чем просто хра-нилище ТП, пусть даже хранилище с элементами бизнес-логики. Необходимо было, чтобы системы САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и Windchill при экс-плуатации не “душили” друг друга, а дополняли, что позволило бы наиболее полно пользоваться их преимуществами. Иными словами, следовало получить такой тандем, который вызывал бы у пользователя полное ощущение работы в единой, эффективной и удобной системе. Для этого, поми-мо функционала, обеспечивающего такие опера-ции, как взятие на изменение и сдача на хранение технологических процессов (ТП) и комплектов технологической документации (ТД), необходимо было реализовать инструменты для:

• передачи дерева технологического состава изде-лия (который связан с конструкторским) из среды Windchill в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ – например, для последующего проектирования сборочных ТП;

• добавления ссылок в САПР ТП ВЕРТИ-КАЛЬ на типовые (стандартные) ТП, хранящи-еся в базе Windchill;

• создания сквозного (комплексного) ТП;• получения в среде САПР ТП ВЕРТИ-

КАЛЬ информации об интересующем объекте непосредственно из базы Windchill;

• обновления данных об объектах, переданных из базы Windchill в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ;

• формирования сводных ведомостей в среде Windchill на основании технологических данных, занесенных в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ.

Описание решенияРассмотрим, как же реализована ТПП и из чего

построена система ТПП в общем комплексе средств автоматизации ИГ УПЭК.

В процессе ТПП используется следующее про-граммное обеспечение:

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ – система автома-тизированного проектирования технологических процессов. Основное назначение – разработка ТП и комплекта ТД с возможностью передачи данных в системы класса PDM;

Windchill PDMLink – система управления данными об изделии, которая управляет всей ин-формацией, связанной с разработкой изделия, оп-тимизируя бизнес-процессы на протяжении всего его жизненного цикла;

Windchill MPMLink – система управления данными о ТП. Расширяет функционал Windchill PDMLink инструментами работы с технологичес-кими процессами. При этом управление изделием, процессом и всеми ресурсными данными осущест-вляется в рамках единой системы без необходимос-ти дублирования данных;

Рис. 2. Схема процесса подготовки производства


МАШ

ИНОС

ТРОЕ

НИЕ

И СМ

ЕЖНЫ

Е ОТ

РАСЛ

И модуль интеграции, предназначенный для автоматизации процесса обмена данными о ТП между системами САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и Windchill.

Схема процесса технологической подготовки производства с применением этих программных средств представлена на рис. 2.

Рассмотрим пошагово основные моменты про-ведения технологической подготовки производства средствами КСА для ИГ УПЭК.

Перед тем, как начать разработку технологичес-кого процесса, технологу необходимо понять, что будет изготавливаться и из чего. Для этого ему по-надобятся конструкторские данные, основным объ-ектом которых является конструкторский состав изделия или агрегатов (рис. 3a). Конструкторским он назван потому, что реализован он по конструк-торским замыслам и выглядит так, как конструк-тор представляет себе изделие. Конструкторский состав описывается в Windchill PDMLink как де-рево “частей” (так называется объект Windchill). Эти части содержат в себе конструкторскую ин-формацию – как в виде атрибутов, так и в виде свя-занных с этими частями конструкторских моделей, чертежей и других документов.

Но в жизни конструкторский состав не всегда можно реализовать в производстве в чистом виде. Для выполнения каких-либо производственных операций может возникнуть потребность в фантом-ных подсборках, которых нет в конструкторском составе. В качестве примера можно назвать корпус с заглушками для выполнения операции покры-тия; фантомную подсборку из двух деталей, кото-рые будут обрабатываться в сборе на протяжении нескольких операций; заготовку особой формы, с которой необходимо связать отдельный ТП. Поэто-му технолог, в случае необходимости, формирует на базе конструкторского состава изделия техноло-гический состав (рис. 3b). При этом он пользуется стандартными средствами Windchill MPMLink.

После того как определены части, с которыми будут выполняться работы по ТПП, технолог мо-жет приступить к созданию ТП. Для дальнейших действий по подготовке производства ему надо взять готовый или создать новый объект “Техноло-гический процесс” (в Windchill MPMLink он назы-вается Process Plan) и связать его с соответствую-щей конструкторской или технологической деталью или сборочной единицей (ДСЕ). Фактически, ДСЕ

являет собой конструкторское или технологическое представление детали в Windchill (рис. 4, 5).

Еще до завершения разработки ТП на некото-рых предприятиях ИГ УПЭК разрабатывают так называемый межцеховой маршрут (рис. 6). В нём указывается движение заготовок между цехами и участками в процессе производства. Межцеховой маршрут необходим для того, чтобы спрогнозиро-вать загрузку производства и впоследствии отсле-дить перемещения заготовок между цехами. Так как ТП еще не завершен, межцеховой маршрут разрабатывают наиболее опытные технологи-расце-ховщики. Для этого в среде Windchill MPMLink заполняют атрибут “Маршрут” технологического процесса (рис. 7).

Рис. 4. Технологический процесс (Process Plan)

Рис. 6. Межцеховой маршрут

Рис. 5. Созданный ТП привязан к соответствующей части в Windchill

Рис. 7. Заполненный межцеховой маршрут

в WindchillРис. 3. Состав изделия: a – конструкторский;b – технологический

a) b)


Отметим, что недостаточно иметь межцехо-вые маршруты в базе системы – зачастую возни-кает потребность получить их в виде бумажного документа. Это необходимо для передачи ин-формации в другие (“удаленные”) производст-венные службы, чтобы те могли видеть картину в целом. Расцеховщик имеет возможность сфор-мировать для них сводную ведомость межце-ховых маршрутов на изделие (“агрегат”). При этом Windchill вставляет межцеховые техноло-гические маршруты из атрибута “Маршрут” тех-процесса на соответствующую ДСЕ. Подробнее процесс формирования сводных ведомостей рас-смотрим позже.

Разработка технологического процессаДля разработки технологического процесса в

среде САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ технологу необ-ходимо создать объект “документ САПР ТП” и привязать его к соответствующему объекту “Тех-нологический процесс” (Process Plan) как опи-сывающий документ. После этого технолог полу-чает возможность брать на изменение и редакти-ровать “документ САПР ТП” в системе САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. Во время разработки ТП в среде системы ВЕРТИКАЛЬ технологу, как правило, требуется конструкторская информация (матери-ал, обозначение и пр.) об обрабатываемом изде-лии. Утилита интеграции позволяет выполнить та-кой запрос: она напрямую обращается к объектам Windchill и передает полученную информацию в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ (рис. 9).

В любой момент проектирования ТП технолог имеет возможность сформировать комплект техно-логической документации в формате PDF. Состав

документации и её форму тех-нолог определяет по своему ус-мотрению (рис. 10).

После завершения работы в САПР ТП технолог сдает ком-плект документов (файлов) в Windchill (рис. 11). Следует отметить, что данное действие, разумеется, не одноразовое. В любой момент он может снова загрузить комплект докумен-

тов из базы Windchill и продолжить работу с ним в среде САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ.

Какие файлы передаются в базу Windchill из САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ при сдаче ТП?

Рис. 8. Представление ТП в Windchill

Рис. 9. Запрос на передачу данных о частях изделия в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Рис. 10. Формирование комплекта документации в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Рис. 12. Windchill: страница информации о сданном ТП и комплекте ТД

Рис. 11. Сдача готового ТП и комплекта ТД в Windchill


МАШ

ИНОС

ТРОЕ

НИЕ

И СМ

ЕЖНЫ

Е ОТ

РАСЛ

ИВ качестве основного “документа САПР ТП” в Windchill передается файл в формате XML. В этом файле содержится абсолютно вся информация о ТП – начиная от служебной (идентификаторы объектов в Windchill и САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ) и заканчивая информацией, необходимой для ERP и/или для формирования сводных ведомостей в Windchill (текстовое содержание переходов, нормы расхода материалов и пр.). Кроме того, в Windchill передается комплект ТД в формате PDF, а также файлы ТП в оригинальном формате САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ (рис. 12).

Связи объектов ТП в Windchill и их характер показаны на рис. 8.

Комплексный ТПКомплексный (сквозной) технологический

процесс состоит из основного ТП, содержащего сквозной технологический маршрут, и нескольких техпроцессов, связанных с группами операций. То есть, отдельные операции основного ТП могут иметь ссылки на соответствующую группу техно-логических операций (рис. 13).

Комплексный ТП создается в следующих случаях:• необходимо разбить технологический процесс

на несколько отдельных документов для того, что-бы распределить ответственность между техноло-гическими бюро;

• необходимо разбить ТП на несколько отде-льных документов для того, чтобы использовать типовые процессы – например, покрытие или тер-мообработку (рис. 14);

• в технологический процесс, описываемый “до-кументом САПР ТП”, нужно вставить группу опе-раций, описываемую другим “документом САПР ТП”. Требуемые “документы САПР ТП” связыва-ются с головным ТП.

При работе с комплексным ТП, когда разраба-тывается технологический процесс со ссылками на другие техпроцессы, в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ не-обходимо создать требуемые ссылочные операции.

Для этого технолог, позиционировав курсор на той операции в дереве ТП, которая ссылается на другой техпроцесс, входящий в состав комплекс-ного, должен воспользоваться соответствующей ко-мандой для выбора стандартного ТП. После этого откроется окно с перечнем техпроцессов, входящих

в состав комплексного, – то есть с теми ТП, которые были связаны с головным ТП в Windchill (рис. 15). Чтобы добавить стандартный ТП в комплексный, технолог прос-то выбирает требуемый ТП, исходя из конкретной ситуа-ции (рис. 16).

Подобные действия нуж-но произвести для всех ссы-лочных операций. Таким образом, в результате разра-ботки основного техпроцес-са, технолог создает полный пооперационный маршрут, в котором обязательно учиты-ваются все технологические процессы, входящие в со-став комплексного ТП.Рис. 13. Комплексный ТП в Windchill

Рис. 14. Стандартные ТП, привязанные к комплексному ТП в Windchill

Рис. 15. Запрос на ссылку стандартного ТП из Windchill


Процесс сдачи разрабо-танного комплексного ТП в базу Windchill и последующе-го формирования требуемого комплекта файлов абсолютно идентичен процессу, который выполняется при сдаче обыч-ных (не комплексных) ТП.

Связи объектов комплексно-го ТП в Windchill и их харак-тер показаны на рис. 13.

Проектирование сборочных ТП

Отдельно следует рассмотреть оформление сбо-рочных ТП.

Проектирование ТП сборки подразумевает нали-чие состава. Если процесс преобразования конструк-торского состава изделия в технологический средст-

вами Windchill MPMLink понятен, то возникает дру-гой вопрос: как этот состав передать в САПР ТП – например, для разработки сборочных ТП?

Для начала поясним, что процесс создания и привязки ТП сборки в Windchill абсолютно иден-тичен процессам создания и привязки ТП по дру-гим направлениям. Далее, в САПР ТП необходи-мо получить технологический состав, ассоциативно связанный с конструкторским в Windchill. Это осу-ществляется с помощью файла структуры изделия.

Файл структуры изделия предназначен для пере-дачи данных о составе сборочной единицы из среды Windchill в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. При этом пе-редается вся необходимая для работы информация –от наименования, обозначения и типа компонентов ДСЕ до единиц измерения, их количества и ссылок на них в Windchill.

Файл структуры изделия позволяет передавать дерево состава ДСЕ любой глубины.

Весь процесс передачи структуры и последу-ющего проектирования ТП сборки (комплектова-ние, как один из этапов) основан на тесном взаи-модействии систем Windchill MPMLink и САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ.

Работа по комплектованию

Под комплектованием в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ пони-мается распределение элементов состава изделия по сборочным операциям. Следовательно, в процессе выполнения комплек-тования технологу необходимо периодически запрашивать и получать информацию по соста-ву изделия из базы Windchill.

Комплектование в среде ВЕРТИКАЛЬ производится

стандартными средствами, а для получения спис-ка комплектующих из Windchill реализована спе-циальная функция (рис. 17).

Использовать эту функцию нужно, выбрав со-ответствующую строку ДСЕ в дереве технологичес-кого процесса (рис. 18). Это же правило относится и к добавлению комплектующих для ДСЕ типово-го/группового ТП.

После этого выбираются состояние, представ-ление и атрибуты частей Windchill. В ходе выпол-нения комплектования (то есть, по мере назначе-ния частей на сборочные операции) данные в окне состава обновляются. А в процессе комплектова-ния технолог постоянно имеет возможность отме-тить те комплектующие, которые участвуют в ТП на сборку.

Комплектующие добавляются на вкладку “ком-плектование” с заполненными атрибутами по обо-значению, наименованию, количеству и позиции (рис. 19).

Рис. 16. Окно выбора стандартного ТП для привязки к операции в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Рис. 19. Комплектование переданного состава в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Рис. 17. САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ: запрос состава ДСЕ из Windchill

Рис. 18. Выбор объектов переданного состава для дальнейшей работы в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ


МАШ

ИНОС

ТРОЕ

НИЕ

И СМ

ЕЖНЫ

Е ОТ

РАСЛ

ИПрочие функцииПомимо описанного выше, в ин-

тегрированной системе реализованы функции, которые, по нашим оценкам, будут использоваться не так часто, что, однако, не снижает их полезность.

Обновление данных в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ из базы Windchill

В случае, когда разрабатывает-ся новый ТП, для ДСЕ в атрибуты автоматически загружаются данные (обо значение, наименование, масса, материал, идентификатор) из базы Windchill. Если же технолог открыва-ет уже существующий ТП, то атрибуты будут содержать данные, характерные для созданного ранее техпроцесса. Для их обновления и предназначена коман-да “Обновить данные по техпроцессу”.

Такое обновление требуется, в основном, в двух случаях:

• когда конструктор изменил данные по ДСЕ;• при редактировании типового технологическо-

го процесса (в случае, когда ТП в Windchill привя-зывается еще к одной ДСЕ).

Получение информации по ДСЕ/ТП для операции

Если пользователю необходимо просмотреть ин-формацию по ДСЕ (например, чертеж или модель) в Windchill, либо данные по связанному с операци-ей техпроцессу, он может воспользоваться командой “Информация по ДСЕ/ТП для операции”. В результа-те откроется информационное окно Windchill, содер-жащее требуемые из системы ВЕРТИКАЛЬ данные.

Сводные ведомостиОдной из важных и до сих пор актуальных для

большинства пользователей задач является фор-мирование сводных ведомостей на изделие (отде-льные агрегаты).

Итак, мы имеем следующее: технологические процессы на изделие и/или

его составляющие формируются в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ;

конструкторский и технологический составы формируются и хранятся в среде Windchill.

Нашей задачей является получение всевозмож-ных сводных ведомостей на изделие (отдельные агрегаты) по различным стандартам – например, из ГОСТ 3.1123-84 Ведомость материалов (ВМ); ГОСТ 3.1122-84 Ведомость сборки изделия (ВП/ВСИ); Ведомость оснастки (ВО), Ведомость оборудования (ВОБ), Ведомость расцеховки (ВТМ) и т.д.

Особые требования:• сводные ведомости должны формироваться в привыч-

ном для предприятий заказчика формате Open Office calc.• процесс получения сводных ведомостей дол-

жен быть максимально простым для пользователя.

В результате был реализован простейший алгоритм: после пози-ционирования на интересующем его изделии (агрегате) пользователь вы-бирает действие по формированию требуемой ведомости (например, “Ведомость материалов”), и система Windchill выводит её (рис. 20).

При желании, пользователь может связать сформированные ведомости с требуемым изделием.

ЗаключениеПроект автоматизации ТПП на пред-

приятиях ИГ УПЭК успешно завершен, а разработанное решение находится в стадии промышленной эксплуатации.

В качестве основных преиму-ществ, которые получил заказчик, можно отметить:

сокращение сроков разработки технологических процессов за счет использования справочников, авто-

матизированных методов расчетов, типовых техно-логических процессов;

повышение точности и качества изготовления изделий за счет сквозного перехода от конструктор-ской 3D-модели к технологии в единой среде;

повышение эффективности процессов согла-сования и утверждения конструкторско-техноло-гической документации, проведения изменений, а также сокращение количества изменений, посколь-ку конструкторы и технологи теперь используют общее, комплексное решение;

единый электронный архив конструкторской и технологической документации позволяет макси-мально уменьшить затраты на актуализацию, по-иск и использование документов;

возможность оперативного и объективного контроля процессов технологической подготов-ки производства. Как следствие – автоматическое получение ключевых показателей эффективности (KPI) процессов ТПП;

возможность осуществить полноценную ин-теграцию ERP- и PDM-систем;

существенное сокращение расходов на конст-рукторскую и технологическую подготовку произ-водства в целом.

Кроме плюсов и отличительных особенностей разра-ботанного решения, описанных выше, следует отметить и тот факт, что его можно перенести на любое предприя-тие – разумеется с некоторой адаптацией под конкрет-ного заказчика. Разработанный модуль интеграции сис-тем САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и Windchill имеет статус поддерживаемого компанией Pro|TECHNOLOGIES ре-шения, сертифицированного компанией АСКОН.

Возможно, прочитав этот материал, вы захотите вы-яснить дополнительные, специфичные для этого проекта (и не только для него) вопросы. Мы готовы пообщаться с вами и с радостью поделимся нашим опытом. Обра-щайтесь, и мы не оставим ваши вопросы без ответа! с вами и с радостью поделимся нашим опытом. Обра

Рис. 20. Пример сформированной ведомости

материалов в Windchill

Проект внедрения PLM в УПЭК МАШИНОСТРОЕНИЕ И ... › hot ›...

Documents

Transcript of Проект внедрения PLM в УПЭК МАШИНОСТРОЕНИЕ И ... › hot ›...